المطلع
عاجل

post-image

علماء يطورون اختراعاً جديداً يوفّر الكهرباء عبر الهواء


12:48 علوم وتكنولوجيا
2021-09-01
33477

قام علماء بتطوير غرفة شحن لاسلكية يمكنها توصيل الطاقة عبر الهواء إلى أي كمبيوتر محمول أو جهاز لوحي أو هاتف دون الحاجة إلى مقابس أو كابلات.
وتتضمن التكنولوجيا الجديدة توليد مجالات مغناطيسية على مسافات أطول دون إنتاج مجالات كهربائية من شأنها أن تكون ضارة لأي شخص أو حيوان داخل الغرفة، وفقا لفريق من جامعة طوكيو.
وأوضح معدو الدراسة أن النظام يمكنه توفير ما يصل إلى 50 واطا من الطاقة دون تجاوز الإرشادات الحالية لتعرض الإنسان للمجالات المغناطيسية.
ويمكن استخدامه لشحن أي جهاز بملف سلكي مثبت بالداخل، على غرار النظام المستخدم مع منصات الشحن اللاسلكية المستخدمة حاليا – ولكن من دون اللوحة.
وبالإضافة إلى إزالة حزم كابلات الشحن من المكاتب، يقول الفريق إنه يمكن أن يسمح لمزيد من الأجهزة بأن تكون مؤتمتة بالكامل دون الحاجة إلى منافذ أو مقابس أو كابلات.
وقال الفريق إن النظام الحالي يشتمل على عمود في وسط الغرفة للسماح للمجالات المغناطيسية بالوصول إلى كل زاوية، لكنها ستعمل من دونها، والحل الوسط هو “النقاط الميتة” حيث لا يمكن الشحن اللاسلكي.
ولم يذكر الباحثون التكلفة التي قد تتطلبها التكنولوجيا، لأنها قيد التطوير. وعند توفرها، يمكن تعديلها لمبنى قائم أو دمجها في مبنى جديد تماما، مع أو دون عمود موصل مركزي.
وتشمل الاستخدامات الأخرى إصدارا أصغر لتشغيل الأدوات داخل صندوق، أو إصدار أكبر يمكن أن يسمح لمصنع بأكمله بالعمل من دون كابلات.
وقال المعد المشارك للدراسة آلانسون سامبل، من جامعة ميشيغان: “هذا يزيد حقا من قوة عالم الحوسبة في كل مكان – يمكنك وضع جهاز كمبيوتر في أي شيء دون الحاجة إلى القلق بشأن الشحن أو التوصيل”.
وهناك أيضا تطبيقات إكلينيكية، وفقا لسامبل، الذي قال إن غرسات القلب تتطلب حاليا سلكا من المضخة لتمر عبر الجسم وفي التجويف.
وقال: “هذا يمكن أن يقضي على ذاك”، مضيفا أنه سيعمل على تقليل مخاطر الإصابة من خلال إزالة السلك تماما، و”تقليل مخاطر العدوى وتحسين نوعية حياة المرضى”.
ولإثبات النظام الجديد، قاموا بتركيب البنية التحتية الفريدة للشحن اللاسلكي في “غرفة اختبار” مصنوعة خصيصا من الألومنيوم بمساحة 10 في 10 أقدام.
ثم استخدموه لتشغيل المصابيح والمراوح والهواتف المحمولة التي تجتذب التيار من أي مكان في الغرفة، بغض النظر عن مكان وضع الأثاث أو الأشخاص.
وقال الباحثون إن النظام يعد تحسينا كبيرا مقارنة بالمحاولات السابقة للشحن اللاسلكي، والتي استخدمت إشعاع الميكروويف الضار أو الأجهزة المطلوبة ليتم وضعها على منصات شحن مخصصة.
وبدلا من ذلك، يستخدم سطحا موصلا على جدران الغرفة وقطبا موصلا لتوليد مجالات مغناطيسية، يمكن للأجهزة الاستفادة منها عندما تحتاج إلى الطاقة.
وتقوم الأجهزة بتسخير المجال المغناطيسي بملفات الأسلاك، والتي يمكن دمجها في الإلكترونيات مثل الهواتف المحمولة.
ويقول الباحثون إنه يمكن بسهولة توسيع نطاق النظام ليشمل هياكل أكبر مثل المصانع أو المستودعات مع استمرار تلبية إرشادات السلامة الحالية للتعرض للمجالات الكهرومغناطيسية، التي وضعتها لجنة الاتصالات الفدرالية الأمريكية (FCC).
وقال تاكويا ساساتاني، الباحث في جامعة طوكيو والمعد المقابل في الدراسة: “شيء من هذا القبيل سيكون أسهل في التنفيذ في البناء الجديد، لكنني أعتقد أن التعديلات التحديثية ستكون ممكنة أيضا. وبعض المباني التجارية، على سبيل المثال، لديها بالفعل أعمدة دعم معدنية، وينبغي أن يكون متاحا رش سطح موصل على الجدران”.
وقال سامبل إن المفتاح لجعل النظام يعمل، هو بناء بنية رنانة يمكن أن توفر مجالا مغناطيسيا بحجم الغرفة مع حصر الحقول الكهربائية الضارة، والتي يمكنها تسخين الأنسجة البيولوجية.
واستخدم حل الفريق أجهزة تسمى المكثفات المجمعة، والتي تعمل على نموذج السعة المجمعة – حيث يتم تقليل الأنظمة الحرارية إلى كتل منفصلة.
ولا يكاد الفرق في درجة الحرارة داخل كل كتلة يذكر، ويستخدم بالفعل على نطاق واسع في أنظمة التحكم في المناخ للمباني.
وعند وضعها في تجاويف الجدار، تولد المكثفات مجالا مغناطيسيا يتردد صداه عبر الغرفة، بينما تحبس الحقول الكهربائية داخل المكثفات نفسها.
ويتغلب هذا على قيود أنظمة الطاقة اللاسلكية السابقة، والتي تقتصر إما على توفير كميات كبيرة من الطاقة على مسافة صغيرة تصل إلى بضعة ملليمترات، أو كميات صغيرة جدا من الطاقة عبر مسافات طويلة والتي تضر بالبشر.
وكان على الفريق أيضا تصميم طريقة للتأكد من وصول المجالات المغناطيسية إلى كل ركن من أركان الغرفة، والقضاء على أي “نقاط ميتة” حيث قد لا يعمل الشحن.
وتميل المجالات المغناطيسية إلى الانتقال في أنماط دائرية، ما يؤدي إلى إنشاء نقاط ميتة في غرفة مربعة، ما يجعل من الصعب مواءمتها بدقة مع الملفات السلكية في الجهاز.
وقال سامبل: “إن سحب القوة على الهواء باستخدام ملف، يشبه إلى حد كبير اصطياد الفراشات بشبكة”، مضيفا أن الحيلة هي أن يكون لديك أكبر عدد ممكن من الفراشات تدور حول الغرفة في أكثر الاتجاهات.
ومن خلال وجود فراشات متعددة، أو في هذه الحالة تتفاعل عدة مجالات مغناطيسية، لا يهم مكان الشبكة، أو الطريقة التي يتم توجيهها بها – ستصل إلى الهدف.
ولتحقيق ذلك، يقوم النظام بتوليد مجالين مغناطيسيين ثلاثيي الأبعاد منفصلين.
ويتحرك أحدهما في دائرة حول القطب المركزي للغرفة، بينما يدور الآخر في الزوايا، ويتنقل بين الجدران المجاورة.
ويزيل هذا النهج النقاط الميتة، ما يمكّن الأجهزة من استخلاص الطاقة من أي مكان في الفضاء، وفقا لسامبل.
وأظهرت الاختبارات باستخدام الدمى التشريحية أن النظام يمكنه توصيل ما لا يقل عن 50 واطا من الطاقة إلى أي مكان في الغرفة دون تجاوز إرشادات لجنة الاتصالات الفدرالية (FCC) للتعرض للطاقة الكهرومغناطيسية.
ولاحظ الباحثون أن تنفيذ النظام في البيئات التجارية أو السكنية من المرجح أن يستغرق سنوات.
ويعملون حاليا على اختبار النظام في مبنى في حرم جامعة ميشيغان لمعرفة ما إذا كان يمكن تعديله ليناسب مبنى حاليا.

كلمات مفتاحية

اخبار ذات صلة

تعليقات

أحدث الاخبار

أردوغان: العراق وسوريا يتجهان نحو الاستقرار والسلام سيحل محل الإرهاب بالمنطقة

أردوغان: العراق وسوريا يتجهان نحو الاستقرار والسلام سيحل محل الإرهاب بالمنطقة

2026-10-03 18:55 1118
صدور 17 أمر قبض واستقدام بحق ذوي الدرجات الخاصة خلال أيلول الماضي

صدور 17 أمر قبض واستقدام بحق ذوي الدرجات الخاصة خلال أيلول الماضي

2026-10-03 18:39 1843
أمريكا تعلن مرور أكثر من مليار برميل من النفط عبر مضيق هرمز

أمريكا تعلن مرور أكثر من مليار برميل من النفط عبر مضيق هرمز

2026-10-03 17:58 1889
أرنولد يطوي صفحة "خليجي 27" ويُراهن بالعناصر الجديدة على التألق الآسيوي

أرنولد يطوي صفحة "خليجي 27" ويُراهن بالعناصر الجديدة على التألق الآسيوي

2026-10-03 17:03 2105
​طهران تشكر بغداد على تسهيل أربعين رحلة جوية يومياً عبر النجف

​طهران تشكر بغداد على تسهيل أربعين رحلة جوية يومياً عبر النجف

2026-10-03 16:02 3613
خريطة احتياطيات الذهب العربية.. السعودية بالصدارة والعراق ثالثاً

خريطة احتياطيات الذهب العربية.. السعودية بالصدارة والعراق ثالثاً

2026-10-03 15:20 2635
القبض على تجار مخدرات دوليين على الحدود العراقية - السورية

القبض على تجار مخدرات دوليين على الحدود العراقية - السورية

2026-10-03 15:14 2553
اعتقال 308 متهمين خلال أيلول الماضي بينهم 31 بقضايا نزاهة

اعتقال 308 متهمين خلال أيلول الماضي بينهم 31 بقضايا نزاهة

2026-10-03 14:45 2373
تباين الذهب في الأسواق العراقية.. تراجع بالعاصمة وارتفاع بكردستان

تباين الذهب في الأسواق العراقية.. تراجع بالعاصمة وارتفاع بكردستان

2026-10-03 12:41 3004
مجلس النواب ينشر جدول أعمال جلسة يوم الإثنين المقبل

مجلس النواب ينشر جدول أعمال جلسة يوم الإثنين المقبل

2026-10-03 12:00 6333
الدولار يستهل بداية الأسبوع مرتفعاً مقابل الدينار العراقي

الدولار يستهل بداية الأسبوع مرتفعاً مقابل الدينار العراقي

2026-10-03 11:32 3411
التعليم تعلن تمديد التقديم إلى قنوات القبول المركزي

التعليم تعلن تمديد التقديم إلى قنوات القبول المركزي

2026-10-03 10:29 6804
الأنواء: 16 محافظة تسجل دون الأربعين درجة

الأنواء: 16 محافظة تسجل دون الأربعين درجة

2026-10-03 10:28 5879
الأنواء: استمرار فرص هطول الأمطار في البلاد

الأنواء: استمرار فرص هطول الأمطار في البلاد

2026-10-03 00:01 10612
ترامب: قضية إيران ستنتهي قريباً وستنخفض أسعار النفط

ترامب: قضية إيران ستنتهي قريباً وستنخفض أسعار النفط

2026-10-02 23:16 5643
العراق يثمن التفهم الأمريكي ويؤكد حصر السلاح وقرار الحرب بيد الدولة

العراق يثمن التفهم الأمريكي ويؤكد حصر السلاح وقرار الحرب بيد الدولة

2026-10-02 21:44 10950
استئناف الرحلات الجوية لشركات الطيران الإيرانية من وإلى مطار النجف

استئناف الرحلات الجوية لشركات الطيران الإيرانية من وإلى مطار النجف

2026-10-02 21:01 10410
العراق يحذر من تجدد الصراع الأمريكي الإيراني ويعلن استعداده للوساطة بينهما

العراق يحذر من تجدد الصراع الأمريكي الإيراني ويعلن استعداده للوساطة بينهما

2026-10-02 18:22 6301